图1. 在各种基底生长的钙钛矿量子线阵列的荧光照片以及量子线LED的示意图。

鉴于此，香港科技大学范智勇教授团队及其合作者开发出了一套崭新的器件制备工艺，利用近空间气相反应在疏水的多孔氧化铝模板中制备得到了具有较高光致发光效率（92%）以及超高稳定性（大气环境下的T_PL50约5,644小时）的钙钛矿量子线阵列。此生长方法具有高度的普适性（如图1所示）。一方面，钙钛矿量子线的化学组分可以随意调控，使其光致发光波段可以覆盖整个可见光范围。另一方面，其在大面积（如4英寸晶圆大小）的刚性、柔性、平面以及3D衬底上均具有超高均匀性。更进一步，研究团队基于此钙钛矿量子线阵列制备得到了高性能平面以及世界首个3D球形LED器件（如图2所示）。其平面小尺寸器件在大气环境下，可实现最高31,667 cd m^-2的亮度及16.9小时的工作寿命（100 cd m^-2的初始亮度，交流驱动）。而其平面的大尺寸（4英寸晶圆大小）器件则具有非常高的均匀性，为今后的大面积显示应用提供了新途径。同时，其独特的3D球形LED器件在4π空间具有非常均匀的亮度分布，完美地解决了传统平面器件在空间亮度分布上的弊端。显然，此研究报道的钙钛矿量子线阵列及其LED器件有望成为下一代照明显示材料与器件的有利竞争者。

图2. 基于钙钛矿量子线阵列的4英寸晶圆大小及3D球形LED器件. a 和 b, 4英寸晶圆级LED器件的结构示意图和电致发光图. c-d, 3D球形LED器件的结构示意图、电致发光图和空间亮度分布图。

相关研究成果于2022年3月31日以“Large-scale planar and spherical light-emitting diodes based on arrays of perovskite quantum wires”为题发表在Nature Photonics上。张大全博士为论文第一作者，张千鹏博士为论文第二作者，范智勇教授为唯一通讯作者，香港科技大学为唯一通讯单位，合作单位有南方科技大学、瑞典隆德大学、香港城市大学、中山大学。

通讯作者

范智勇，香港科技大学电子与计算机工程系正教授，博导。香港青年科学院创始院士，香港科大智能传感器与环境技术中心主任，香港科大材料表征中心副主任，香港科大能源学院创始成员，科技部香港科大先进显示与光电子技术国家重点实验室核心成员，粤港澳智能微纳光电联合实验室副主任，英国皇家化学会（RSC）会士，IEEE资深会员，MRS、SPIE会员，中国材料学会、中国化学会会员。中国材料研究会纳米材料与器件分会创会理事，纳米与能源青年论坛创会共同主席，中关村京港澳青年创业导师。

1998年和2001年于复旦大学获得材料科学学士和硕士学位，2006年于加州大学欧文分校获材料科学博士学位。2007~2010年于加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学系以及劳伦斯伯克利国家实验室任博士后研究员。2010年加入香港科技大学。曾获得多项奖项，包括美国南加州华人科学家工程师协会奖、加州大学伯克利传感器中心杰出研究报告奖、香港科大工院青年研究员奖、香港科大工院杰出研究奖、香港科大校长奖及创新奖、香港科大百万港币创业大赛冠军奖、山东省自然科学二等奖等。研究兴趣集中在仿生微纳电子及光电器件、传感器和能源技术领域。迄今在Nature, Nature Materials, Nature Photonics, Nature Communications, Science Advance, PNAS, Advanced Materials, ACS Nano, Nano Letters等期刊发表了200多篇学术论文，引用次数~23,000，H指数80（谷歌学术），为2018科睿唯安高引作者。曾任Science Bulletin副主编，现为Journal of Semiconductors副主编，EcoMat, The Innovation 等期刊编委。同时为Nature, Science, Nature Photonics, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Nature Communications, Science Advances等期刊的审稿人。

第一作者

张大全，香港科技大学电子与计算机工程系博士后。

2014年于武汉大学物理科学与技术学院获学士学位。2014年9月至2020年1月，在香港科技大学范智勇教授的指导下攻读博士学位，毕业后，继续在范教授组中担任博士后至今。主要围绕钙钛矿纳米线/量子线的可控生长、物理化学性质表征及其光电器件的应用进行学术研究。在国际著名期刊（包括Nature, Nature Photonics, Nature Communications, Advanced Materials, ACS Nano, Nano Letters等）上发表SCI论文26篇，总引用1400余次，h因子和i10因子分别为16和20（Google Scholar统计），4篇曾入选ESI热点或高被引论文，6篇引用次数过百。其中，第一/共同第一作者身份的文章7篇，包括Nature Photonics，Nano Letters，Advanced Energy Materials等。同时，还拥有两项已授权中国发明专利，分别为第一和第四发明人。

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